слика
„Термичка ефикасност“ је питање о коме се увек расправља у возилима на гориво. Ако желите високе перформансе, потребна вам је висока ефикасност, а ако желите ниску потрошњу горива, потребна вам је и висока ефикасност. Али колико висок стандард може достићи термичка ефикасност мотора са унутрашњим сагоревањем?
Највиши стандард за моторе масовне производње не прелази 45%. Тренутно, БИД-ов 1.5Л НА Аткинсонов циклус има највиши стандард од 43,02%. Стандарди за већину мотора су око 35%. Термичка ефикасност дизел мотора је у распону од 35% до 45%, што није много високо.
Да ли постоји начин да се значајно повећа термичка ефикасност мотора? Ако се може повећати на половину или чак удвостручити садашњи ниво, како ће изгледати будућност возила на гориво?
слика
Топлотна ефикасност мотора са унутрашњим сагоревањем не може бити висока, што је веома беспомоћна чињеница; мотори ултра високе топлотне ефикасности који још увек леже у лабораторији су нешто више од 50%, а материјали које користе су "керамички композитни материјали". Такозвана керамика овде се користи за спаљивање. Концепт керамике за прављење флаша и тегли је другачији. Ово је нанокомпозитни материјал високог стандарда, а цена производње је веома висока.
Чак је и термичка ефикасност овог керамичког мотора само око 50%. Шта ограничава термичку ефикасност мотора са унутрашњим сагоревањем? ! Погледајте слику испод.
слика
Улазни и издувни губици, губици на хабању, губици при хлађењу и губици адекватности сагоревања, од ових губитака највише преувеличан је „губитак хлађења“; такозвани мотори са унутрашњим сагоревањем или мотори са спољним сагоревањем су „топлотни мотори“ који се ослањају на топлотну енергију која се ствара сагоревањем горива. , а затим се преко сложене механичке структуре претвара у механичку енергију, односно снагу.
Други закон термодинамике каже да ће се топлотна енергија преносити са објеката високе температуре на објекте ниске температуре. Температура пламена сагоревања горива је веома висока. Бензин може да достигне 1200 степени, а дизел може да достигне 1800 степени. Може се видети колико је преувеличана произведена топлотна енергија; и температура тела мотора Далеко је нижа од температуре пламена, али материјал мотора такође има границу. Ако пређе праг, истопиће се. Дакле, материјал ће апсорбовати велику количину топлотне енергије, али не може апсорбовати само топлотну енергију, па је потребан систем за хлађење.
слика
Систем хлађења је подељен на два дела. Један је спољни електронски вентилатор и проток ваздуха који апсорбује топлотну енергију тела споља да би га охладио. Други је унутрашњи расхладно средство против смрзавања које апсорбује топлотну енергију произведену сагоревањем и хлади је изнутра. Само на тај начин се може спречити топљење материјала мотора. Оштећење, али ће се и тиме изгубити (апсорбовати) велика количина топлотне енергије, а део који се може претворити у снагу биће у великој мери смањен.
слика
Дакле, ако желите да побољшате термичку ефикасност мотора, језгро је да смањите губитак хлађења. Начин да се то смањи је повећање границе отпорности на топлоту материјала мотора. Тренутно се чини да су материјали високог стандарда који се могу одабрати изузетно ограничени. Нано-керамички композитни материјали се могу узети у обзир, али са овим материјалом цена изградње мотора би била смешна.
Као резултат тога, мотор са унутрашњим сагоревањем је ушао у бесконачан циклус. Цена производње високоефикасних мотора са унутрашњим сагоревањем је изузетно висока и не постоји могућност популаризације. Термичка ефикасност мотора са унутрашњим сагоревањем од обичних материјала не може бити висока, а границе снаге и потрошње горива су веома ниске.
слика
Нереално је очекивати побољшање топлотне ефикасности мотора са унутрашњим сагоревањем осим ако не дође до пробоја у науци о материјалима, али неће бити пробоја. Стога можемо користити само друге технологије за стварање високоефикасних мотора у оквиру постојећих материјала. Правац за постизање високе ефикасности је да се „не сагорева нафта“!
Као што су електромотори.
Електрична струја која улази у намотај мотора кроз батерију за напајање формира електромагнетно поље, које може покретати ротор „међусобно одбијајући“ магнетне полове трајног магнета или магнетне полове другог сета намотаја; структура може бити врло једноставна, али кључна тачка је принцип претварања механичке енергије. Магнетно поље уместо топлотне енергије, решен је проблем губитака при хлађењу. Електронска структура је веома једноставна, а губитак механичког отпора је такође изузетно низак.
слика
Стога, граница "термалне ефикасности" мотора може бити веома преувеличана, а ултра-високи стандардни синхрони мотор са перманентним магнетом може достићи 97,5%! Ово је висина ван домашаја мотора са унутрашњим сагоревањем. Асинхрони мотори на наизменичну струју имају мале губитке у опсегу великих брзина. Ако се сличности и разлике користе заједно, ефикасност система електричног погона биће веома идеална.
слика
Мотори високе ефикасности, високих перформанси и ниске потрошње енергије могу се направити од обичних материјала. Чини се да више нема разлога да се мучимо проучавањем мотора са унутрашњим сагоревањем; оно што сада треба да се разбије је цена производње енергетских батерија. Све док се могу креирати батерије високе густине и ниске цене, Повер батерије и електрична возила могу директно заменити возила на гориво;
Пре тога је било потребно само користити плуг-ин хибридну технологију и технологију проширеног домета како би се омогућило мотору са унутрашњим сагоревањем да игра улогу „генератора“ у возилу. Машина би радила при малим брзинама и претварала би малу количину електричне енергије да би задовољила нормалне захтеве вожње високоефикасног мотора. За аутомобиле, овај режим је еквивалентан томе да термичка ефикасност погонског система достигне изузетно високе стандарде, тако да више нема потребе да бринете о мотору са унутрашњим сагоревањем.
